第5章 电动机 72页PPT文档
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第五章 三相异步电动机
4.2 三相异步电动机的启动
所谓三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入 电网开始转动时起，到达额定转速为止这一段过程。 根据上一节的分析知，三相异步电动机在启动时启动转矩 Tst 并 不大，但转子绕组中的电流 I很大，通常可达额定电流的 4～ 7倍， 从而使得定子绕组中的电流相应增大为额定电流的4～7倍。这么 大的启动电流将带来下述不良后果。 （1）启动电流过大使电压损失过大，启动转矩不够使电动机 根本无法启动。 （2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使 用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作、跳闸。 （4）使电网电压产生波动，进而形成影响连接在电网上的其 他设备的正常运行。 因此，电动机启动时，在保证一定大小的启动转矩的前提下， 还要求限制启动电流在允许的范围内。
（三）旋转磁场的转速
定子磁场的转速称为同步转速，大小为： f1 —电网频率； P —磁极对数
60 f1 n1 p
同步转速与极对数之间对应关系 (f1=50HZ)
极对数 p 同步转速 n1（r/min）
1 3000
2 1500
3 1000
4 750
5 600
6 500
二、三相异步电动机的转动原理
7、转速
8、绝缘等级
A
E
120
B 130
极限温度（0C） 105
9. 工作制
铭牌上的“工作制”又称“定额”，按规定分为“连续” （代号为S1）、“短时”（代号为S2）和“断续”（代 号为S3）等。连续工作制的含义为该电动机可以按铭牌上 标定的功率长时间连续运转，而温升不会超过允许值。
10. 防护等级
二、三相电动机的铭牌数据
要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。今以 Y132M-4型电动机为例，来说明铭牌上各个数 据的意义。
第五章交流伺服电动机
圆形磁场
3.幅值相位控制（电容控制）
激磁回路串联电容后接到相位和幅值都不变的激磁电源， 当改变控制电压幅值时，由于激磁回路电流发生变化，使激 磁绕组及其串联电容上的电压分布发生变化，从而使控制电 压与激磁绕组上的电压间的相位角也发生变化。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
n0 n s 100% 1000 975 100% 2.5% 1000 n0
交流伺服电动机的机械特性如图所示。 n
o
T 不同控制电压下的机械特性曲线 n=f(T), U1=常数
在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的 下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时， 电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。
2.伺服电动机和伺服系统
2.4 交流伺服电机(AC Servo Motor)
结构特点和工作原理
交流伺服电机通常都是两相异步电机，在定子上有两个 空间相距90度的绕组，即控制绕组和励磁绕组。
f1
c1
c2
f2
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
2.伺服电动机和伺服系统
工作原理：
与普通两相异步电机的相似之处：在二相对称绕组中通入 两对称电流，就会在气隙中产生圆形旋转磁场，转子导体 切割磁场所感应的电流与气隙磁磁场相互作用就产生电磁 转矩。当改变其中一相电流的大小或相位时，气隙磁场就 发生变化，电磁转矩随之变化，电机转速必然跟着改变， 从而实现对转速的控制。 区别：由于伺服电动机在自动控制系统中作为执行元件。 对其要求是：(1)转子速度的快慢能反应控制信号的强弱， 转动方向能反应控制信号的相位，调速范围要宽；（2） 无控制信号时，转子不能转动；（3）当电机转动起来以 后，如控制信号消失，应立即停止转动；（4）为减小体 积和重量，一般采用400、500 或1000Hz。
《电机与电气控制》课件第5章
互锁是保证设备正常运行的重要控制环节，对于一台设 备，不能同时出现两种电路接通状态，也用于两台设备不能 同时接通的控制电路中。
5.2.4
生产实践中，很多设备需要两个相反的运行方向，例如 工作台的前进和后退，起重机吊钩的上升和下降等，这些应 用中两个相反方向的运动均可通过电动机的正转和反转来实 现。对于交流电动机，改变电动机定子绕组相序即可改变其 转动方向。在主电路中，通过两组接触器主触点构成正转相 序接线和反转相序接线，从而实现电动机的正、反转控制。
5.1 电气控制图的绘制规则和常用符号
5.1.1
电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成的。 为了表达机械电气控制系统的结构、工作原理，同时也为了 便于电气元件的安装、接线、运行、维护，将电气控制系统 中各电气元件的连接用一定的图形表示出来，这种图就是电
按用途和表达方式的不同，电气图可分为以下几种。
3． 图5-1所示的某机床电控系统线路图中，三相交流电源 引入线用L 1、L 2、L 3标记，中性线用N标记，保护 接地用PE标记。
图5-1 某机床电控系统线路图
电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W 顺序标记。分级三相交流电源主电路采用U1、V1、W1、U2、 V2、W2
各电动机分支电路中各接点采用三相文字代号后面加数 字来表示，数字中的十位数表示电动机代号，个位数表示该 支路各接点的代号，从上到下按数值大小顺序标记，如 “U21”表示M2
5． 电气元件明细表是把成套装置以及设备中各组成元件 (包括电动机)的名称、型号、规格和数量等列成的表格，供
以上简要介绍了电气图的分类，不同的图有不同的应用 场合。本书主要介绍电气原理图的分析和理解。
5.1.2
电气图是电气技术人员统一使用的工程语言。电气图应 根据国家标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画
5.2.4
生产实践中，很多设备需要两个相反的运行方向，例如 工作台的前进和后退，起重机吊钩的上升和下降等，这些应 用中两个相反方向的运动均可通过电动机的正转和反转来实 现。对于交流电动机，改变电动机定子绕组相序即可改变其 转动方向。在主电路中，通过两组接触器主触点构成正转相 序接线和反转相序接线，从而实现电动机的正、反转控制。
5.1 电气控制图的绘制规则和常用符号
5.1.1
电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成的。 为了表达机械电气控制系统的结构、工作原理，同时也为了 便于电气元件的安装、接线、运行、维护，将电气控制系统 中各电气元件的连接用一定的图形表示出来，这种图就是电
按用途和表达方式的不同，电气图可分为以下几种。
3． 图5-1所示的某机床电控系统线路图中，三相交流电源 引入线用L 1、L 2、L 3标记，中性线用N标记，保护 接地用PE标记。
图5-1 某机床电控系统线路图
电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W 顺序标记。分级三相交流电源主电路采用U1、V1、W1、U2、 V2、W2
各电动机分支电路中各接点采用三相文字代号后面加数 字来表示，数字中的十位数表示电动机代号，个位数表示该 支路各接点的代号，从上到下按数值大小顺序标记，如 “U21”表示M2
5． 电气元件明细表是把成套装置以及设备中各组成元件 (包括电动机)的名称、型号、规格和数量等列成的表格，供
以上简要介绍了电气图的分类，不同的图有不同的应用 场合。本书主要介绍电气原理图的分析和理解。
5.1.2
电气图是电气技术人员统一使用的工程语言。电气图应 根据国家标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画
电动机课件
电动机课件1. 简介电动机是将电能转换为机械能的一种设备。
它在现代工业生产中起着重要的作用，广泛应用于各个领域，包括汽车工业、机械制造、能源和建筑等领域。
本课件将介绍电动机的基本原理、分类和工作原理。
2. 电动机的基本原理电动机基于电磁感应和洛伦兹力的原理工作。
当通过导体中的电流时，会在导体周围产生一个磁场。
根据洛伦兹力定律，当导体处于磁场中时，导体上就会受到一个力。
这个力会使导体开始运动，从而产生机械能。
3. 电动机的分类电动机根据其工作原理和结构可以分为多种类型，常见的电动机类型包括：•直流电动机：通过直流电流产生磁场，控制电流方向可以改变电动机运转方向。
•交流电动机：通过交流电流产生磁场，根据供电频率的不同，可以分为同步电动机和异步电动机。
•步进电动机：通过输入脉冲信号控制转子的位置和方向，非常适合精确控制。
4. 电动机的工作原理4.1 直流电动机直流电动机由定子和转子两部分组成。
定子上绕有线圈，通过电源提供直流电流，产生磁场。
转子则是一个可以旋转的部分，由永磁体或电磁体组成。
当电流通过定子线圈时，产生的磁场就会与转子的磁场相互作用，产生力矩使转子旋转。
4.2 交流电动机交流电动机也分为同步电动机和异步电动机两种类型。
4.2.1 同步电动机同步电动机的转速与供电频率成正比。
当电流通过定子线圈时，产生的磁场会与转子的磁场相互作用，使转子跟随磁场转动。
同步电动机适用于大功率和恒定转速的应用，例如发电机组和电力传动系统。
4.2.2 异步电动机异步电动机的转速与供电频率和负载有关。
当电流通过定子线圈时，产生的磁场会引起转子感应电流。
根据感应电流和磁场的相互作用，转子会开始旋转。
异步电动机广泛应用于家用电器、工业制造和电动车等领域。
4.3 步进电动机步进电动机是一种通过控制脉冲信号来精确控制转子位置和方向的电动机。
每个脉冲信号会使转子移动一个步距，所以步进电动机可以精确地控制旋转角度和速度。
这使得它在机器人、数控设备和打印机等应用中非常重要。
《电动机》课件ppt
电动机的维护与保养
定期检查
保持清洁
定期对电动机进行全面检查，包括外观、紧 固件、轴承、绝缘等。
保持电动机的清洁，防止灰尘、杂质等侵入 电动机内部。
及时更换润滑剂
调整和校准
根据电动机的使用情况，及时更换润滑剂， 保证轴承和齿轮的正常运转。
对电动机的电气和机械部分进行调整和校准 ，确保其正常运行。
电动机的检修与修复
初步检查
对电动机进行初步检查，判断是否 存在故障和异常。
拆卸和检查
如果初步检查发现问题，需要对电 动机进行拆卸和检查，进一步确定 故障部位和原因。
修复和更换
根据故障部位和原因，进行修复或 更换部件。
测试和调试
修复完成后，对电动机进行测试和 调试，确保其正常运行。
06
电动机未来发展趋势
高性能电动机的发展趋势
02
电动机的种类与特点
直流电动机
直流电动机的原理
01
基于电磁感应定律和磁场对电流的作用，实现电能向机械能的
转化。
直流电动机的特点
02
可调速、可靠性高、易于维护、控制精度高、过载能力强、线
性调速特性。
直流电动机的应用
03
适用于需要精确控制转速和转矩的场合，如工业自动化、机器
人等领域。
交流电动机
交流电动机的原理
电动机控制系统的维护包括定期检查、清洁、更换部件 等，以保证系统的正常运行。
05
电动机常见故障与维护
电动机的常见故障分析
01
02
03
启动异常
电动机在启动过程中，可 能出现无法启动、启动无 力、启动延迟等问题。
运行异常
运行过程中，可能出现振 动、噪音、发热、电流过 大等问题。
第五章 步进电机
按AB C A ……的顺序给三相绕组 轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转
过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)磁场在
空间旋转了360°而转子转过90°(一个齿距角)。
单三拍工作方式特点
三相绕组中每次只有一相通电、一个循环 周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。 （1）一个电脉冲，转子转过 30
到左图所示位置：1、3齿与A、
A′极对齐。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
同理，B相通电时，转子会转过30角，2、4
齿和B、B´ 磁极轴线对齐；当C相通电时，转子 再转过30角，1、3齿和C´、C磁极轴线对齐。
这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为 一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲， 所以称为三相单三拍工作方式。
• 步距角却因拍数增加1倍而减小到齿距
角的1/6， 即S= 15°。
各种工作方式特点归纳
（1）拍数为N，相数为m 时
若单拍运行，则拍数N=m； 若单双拍运行，则N=2m。 （2）经过一个通电循环，转子转过1个齿。
电机转速（）：
n 60 f Zr N
从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：
θ = ±π 这个位置是不稳定的，两个不稳定点之间的区域构 成静态稳定区。
电磁转矩的最大值称为最大静态转矩Tmax，它表示了步进电动 机承受负载的能力，是步进电动机最主要的性能指标之一。
1) 矩角特性 • 静止时若有外部转矩作用于转轴上，迫使转
子离开初始平衡位置而偏转，转子偏离初始 平衡位置的电角度称为失调角θ • 转子会产生反应转矩，也称静态转矩
过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)磁场在
空间旋转了360°而转子转过90°(一个齿距角)。
单三拍工作方式特点
三相绕组中每次只有一相通电、一个循环 周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。 （1）一个电脉冲，转子转过 30
到左图所示位置：1、3齿与A、
A′极对齐。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
同理，B相通电时，转子会转过30角，2、4
齿和B、B´ 磁极轴线对齐；当C相通电时，转子 再转过30角，1、3齿和C´、C磁极轴线对齐。
这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为 一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲， 所以称为三相单三拍工作方式。
• 步距角却因拍数增加1倍而减小到齿距
角的1/6， 即S= 15°。
各种工作方式特点归纳
（1）拍数为N，相数为m 时
若单拍运行，则拍数N=m； 若单双拍运行，则N=2m。 （2）经过一个通电循环，转子转过1个齿。
电机转速（）：
n 60 f Zr N
从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：
θ = ±π 这个位置是不稳定的，两个不稳定点之间的区域构 成静态稳定区。
电磁转矩的最大值称为最大静态转矩Tmax，它表示了步进电动 机承受负载的能力，是步进电动机最主要的性能指标之一。
1) 矩角特性 • 静止时若有外部转矩作用于转轴上，迫使转
子离开初始平衡位置而偏转，转子偏离初始 平衡位置的电角度称为失调角θ • 转子会产生反应转矩，也称静态转矩
电动机ppt正式完整版
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡 力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会 继续转动。
线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结 果使线圈逆时针旋转。
为什么线圈不能持续转动呢? 线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 这时由于惯性，线圈还会继续转动。 磁体间通过磁场相互作用 为什么线圈不能持续转动呢? 前面我们演示实验中通电线框不能持续转动下去，可是同学们做的小电动机却能持续的转动下去，为什么？ ② 改变电流方向或改变磁场方向。 闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。 在同学们做的小小电动机的探究中，采用的是刮去引线漆皮的方法，使线圈不会受到阻碍转动的力。 能够转动的线圈，也叫转子。 通电线圈最后静止在平衡位置。 那么，还可以采取哪些方法呢？ 打开开关，观察电动车运动情况，大家知道电动汽车最主要的部件是什么吗？
电动机课件
导入新课
打开开关，观察电动车运动情况，大家知道电动 汽车最主要的部件是什么吗？
想想议议
磁体周围存在什磁么场？ S N
通电直导体周围存在什磁么场？ +
I _
磁体间通过磁场相互作用 通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
一、磁场对通电导线的作用
演示实验 ① 闭合开关，观察铝制直导体运动。
场里转动过一定角度， 线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。 磁体间通过磁场相互作用
但不能持续转动。 如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线受力将＿＿＿．
那么，还可以采取哪些方法呢？ 通电线圈最后静止在平衡位置。 线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 在同学们做的小小电动机的探究中，采用的是刮去引线漆皮的方法，使线圈不会受到阻碍转动的力。 ② 改变电流方向或改变磁场方向。 通电直导体周围存在什么？ ① 闭合开关，观察铝制直导体运动。 打开开关，观察电动车运动情况，大家知道电动汽车最主要的部件是什么吗？ 转动半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？ 那么，还可以采取哪些方法呢？
电动机PPT课件(人教版)
组装电动机
1.电动机主要由___转__子__和___定__子__组成,是利 用___通__电线圈在＿＿磁＿场里受力而转动的原理制 成的．电动机工作时是将__机__械__能__转化为 __电__能____的过程。
2．如果只改变磁场方向或电流方向，通电导 线受到的力＿改＿变＿；如果同时改变电流方向和 磁场方向，则通电导线受力将＿不＿改＿变．
想想议议
磁体周围存在什磁么场？ S N
通电直导体周围存在什磁么场？ +
I _
磁场的基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。 通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
一、磁场对通电导线的作用
演示实验
① 闭合开关，视察铝制直导体运动。
直导体
+-
金属导轨
② 改变电流方向或改变磁场方向。
一、磁场对通电导线的作用
分类:
直流电动机(电动玩具、录音机等
小型电器)
交流电动机(电风扇、洗衣机等
家用电器)
电动机的优点：
结构简单、控制方便、 体积小、效率高
思考题：电动机转速和转向与什么因素有关？
6.电动机的转动方向与 电流方向、磁场方向有 关.
7.电动机的转速与电流大小 磁场强度有关.
实际电动机
科学世界
巩固练习
通电线圈最后静止在平衡位置。
二、电动机
电动机主要由两部分组成： 能够转动的线圈，也叫转子。 固定不动的磁体，也叫定子。
电刷
E
A
B
F
EF
+A
B
_+
A
E
B
_+ F
A
E B
_
电流从E半环 流向F半环
F
《电动机》课件ppt
《电动机》课件ppt
xx年xx月xx日
目录
• 电动机概述 • 电动机的种类与特点 • 电动机的控制系统 • 电动机的常见故障与维护 • 电动机的发展趋势与新技术
01
电动机概述
电动机的定义与分类
定义
电动机是一种将电能转化为机械能的装置，通过磁场和导线 的相互作用产生旋转运动。
分类
直流电动机、交流电动机、步进电动机、伺服电动机等。
交流电动机具有结构简单、维护方便、价格低廉等优点， 因此在许多领域得到广泛应用。
步进电动机
步进电动机是指将脉冲信号转换为步进角位移的电动机。
步进电动机具有精确定位、易于控制、可靠性高等优点，因此在许多精密控制系 统得到广泛应用。
伺服电动机
伺服电动机是指将输入的电信号转换为输出轴的角位移或线 位移的电动机。
电动化
随着新能源汽车的快速发展，电动机的电动化趋势日益明显。未来电 动机将更加注重电动化，以提高续航里程和降低噪音污染。
电动机的新技术应用
永磁同步电动机
永磁同步电动机是一种利用永磁体产生磁场的高效电动 机，具有高效率、高转矩、低噪音等特点，被广泛应用 于电动汽车、工业机器人等领域。
电磁减速电动机
电磁减速电动机是一种利用电磁感应原理实现减速的电 动机，具有结构简单、体积小、重量轻、减速比大等特 点，被广泛应用于医疗器械、化工设备等领域。
直流电动机控制系统的优缺点
• 直流电动机控制系统具有调速性能好、控制精度高、响应速度快等优点。但是由于采 用直流电源供电，需要经常维护和更换电池，而且电机的转速和转向只能通过改变电 源极性来改变，不够灵活。
交流电动机控制系统
交流电动机控制系统 的概述
交流电动机控制系统是一种采用交流 电源供电，通过控制电机的转速、转 向和励磁电流等参数来使电机按照预 定要求工作的控制系统。
xx年xx月xx日
目录
• 电动机概述 • 电动机的种类与特点 • 电动机的控制系统 • 电动机的常见故障与维护 • 电动机的发展趋势与新技术
01
电动机概述
电动机的定义与分类
定义
电动机是一种将电能转化为机械能的装置，通过磁场和导线 的相互作用产生旋转运动。
分类
直流电动机、交流电动机、步进电动机、伺服电动机等。
交流电动机具有结构简单、维护方便、价格低廉等优点， 因此在许多领域得到广泛应用。
步进电动机
步进电动机是指将脉冲信号转换为步进角位移的电动机。
步进电动机具有精确定位、易于控制、可靠性高等优点，因此在许多精密控制系 统得到广泛应用。
伺服电动机
伺服电动机是指将输入的电信号转换为输出轴的角位移或线 位移的电动机。
电动化
随着新能源汽车的快速发展，电动机的电动化趋势日益明显。未来电 动机将更加注重电动化，以提高续航里程和降低噪音污染。
电动机的新技术应用
永磁同步电动机
永磁同步电动机是一种利用永磁体产生磁场的高效电动 机，具有高效率、高转矩、低噪音等特点，被广泛应用 于电动汽车、工业机器人等领域。
电磁减速电动机
电磁减速电动机是一种利用电磁感应原理实现减速的电 动机，具有结构简单、体积小、重量轻、减速比大等特 点，被广泛应用于医疗器械、化工设备等领域。
直流电动机控制系统的优缺点
• 直流电动机控制系统具有调速性能好、控制精度高、响应速度快等优点。但是由于采 用直流电源供电，需要经常维护和更换电池，而且电机的转速和转向只能通过改变电 源极性来改变，不够灵活。
交流电动机控制系统
交流电动机控制系统 的概述
交流电动机控制系统是一种采用交流 电源供电，通过控制电机的转速、转 向和励磁电流等参数来使电机按照预 定要求工作的控制系统。
电机学 第5章 同步电机
5、旋转变压器
输出电压随转子转角变化而变化，两者呈成正弦、余弦函 数关系称为正余弦旋转变压器；成线性关系称为线性旋转 变压器，主要用于坐标变换、三角运算的角度测量等。
转子转速与磁场转速不相等。 n0=60f/p，n不等于n0。
退出
3、三相同步电动机的运行特性
（1）机械特性
转速与负载转矩之间的关系。
n
n=f（M）
n0
由于同步电动机转速恒定不随转
矩而变，这种特性成为绝对硬特
性，即恒转速特性。是同步电动
M
机的基本特性。
退出
（2）工作特性
指同步电动机外加电压、励磁电流为常数时电磁转矩、定 子电流、功率因数、效率、和输出机械功率P2之间的关系曲 线。
退出
额定容量SN 3U相I相；
输出有功功率 SNcos；
输出无功功率 SNsin；
额定电压：线电压U
；
L
额定电流：线电流I；
当Y形连接时，额定电流 SN SN 3U相 3UL
当形连接时，额定电流 SN SN 3U相 3UL
退出
解：(1)转子磁极对数p 3,旋转磁场转速为
n 60f 60 50 1000r/min
退出
例：一台三相Y形连接的隐极同步发电机，每相电抗 为2欧姆，每相电阻为0.1欧姆，当容量为500kvA， cosφ=0.8（滞后）时，端电压为2300v，求气隙磁场在 一相绕组中产生的电动势。
解：相电压U UL 2300 1327.9V
3
3
相电流I S 500103 125.（ 5 A） 3UL 3 2300
退出
3、微型同步电动机
将不变的交流电信号转变为转速恒定的机械运动。在自动 控制中作为执行元件。在恒速传动装置中广泛应用。分为永 磁式、反应式、磁滞式等类型。
输出电压随转子转角变化而变化，两者呈成正弦、余弦函 数关系称为正余弦旋转变压器；成线性关系称为线性旋转 变压器，主要用于坐标变换、三角运算的角度测量等。
转子转速与磁场转速不相等。 n0=60f/p，n不等于n0。
退出
3、三相同步电动机的运行特性
（1）机械特性
转速与负载转矩之间的关系。
n
n=f（M）
n0
由于同步电动机转速恒定不随转
矩而变，这种特性成为绝对硬特
性，即恒转速特性。是同步电动
M
机的基本特性。
退出
（2）工作特性
指同步电动机外加电压、励磁电流为常数时电磁转矩、定 子电流、功率因数、效率、和输出机械功率P2之间的关系曲 线。
退出
额定容量SN 3U相I相；
输出有功功率 SNcos；
输出无功功率 SNsin；
额定电压：线电压U
；
L
额定电流：线电流I；
当Y形连接时，额定电流 SN SN 3U相 3UL
当形连接时，额定电流 SN SN 3U相 3UL
退出
解：(1)转子磁极对数p 3,旋转磁场转速为
n 60f 60 50 1000r/min
退出
例：一台三相Y形连接的隐极同步发电机，每相电抗 为2欧姆，每相电阻为0.1欧姆，当容量为500kvA， cosφ=0.8（滞后）时，端电压为2300v，求气隙磁场在 一相绕组中产生的电动势。
解：相电压U UL 2300 1327.9V
3
3
相电流I S 500103 125.（ 5 A） 3UL 3 2300
退出
3、微型同步电动机
将不变的交流电信号转变为转速恒定的机械运动。在自动 控制中作为执行元件。在恒速传动装置中广泛应用。分为永 磁式、反应式、磁滞式等类型。
电动机ppt课件
伺服电动机工作原理
总结词
通过反馈控制实现精确的位置和速度控 制
VS
详细描述
伺服电动机是一种高精度的位置和速度控 制系统。它通过反馈控制实现精确的位置 和速度控制，具有快速响应、高精度和高 稳定性的特点。伺服电动机通常由电机和 控制电路组成，控制电路根据输入的指令 信号和反馈信号，对电机进行精确的控制 。
电动机的分类
总结词
根据工作原理、电源类型、应用领域等不同，电动机可分为多种类型。
详细描述
根据工作原理，电动机可分为直流电动机和交流电动机两大类。直流电动机又可以分为永磁式、电磁式和串励式 等类型，交流电动机可以分为异步电动机和同步电动机等类型。此外，根据电源类型和应用领域，还可以分为单 相电动机和三相电动机、控制电动机和驱动电动机等。
可能是转子不平衡、机械松动、轴承损坏 等，需要重新平衡转子、紧固松动部位或 更换轴承。
电动机的日常维护与保养
定期检查电源和电机连接
确保电源电压稳定且符合电机要求，检查电 机接线是否松动或损坏。
检查轴承和机械部分
定期检查轴承是否磨损或损坏，机械部分是 否有松动或异常声音。
保持电机清洁
定期清理电机表面灰尘和杂物，保持电机散 热良好。
随着环保意识的提高，电动机将更加注重环保和节能设计，如采用新型
材料、优化设计等，以降低能耗和减少排放。
THANKS
感谢观看
电动机的应用场景
要点一
总结词
电动机广泛应用于工业、农业、交通运输、家用电器等领 域。
要点二
详细描述
在工业领域，电动机用于驱动各种生产设备，如机床、印 刷机、纺织机等。在农业领域，电动机用于驱动灌溉设备 、农用机械等。在交通运输领域，电动机用于电动汽车、 地铁、铁路机车等。在家用电器领域，电动机用于驱动风 扇、空调压缩机、洗衣机等。总之，电动机已经成为现代 社会不可或缺的重要设备之一。
《电动机》PPT
小结：
1.4
- .
说明通电导体周围存在着磁场,对磁体有磁力作用。
奥斯特实验：
逆向思维——磁体能否使通电的导线运动呢？
实验装置
通电导体在磁场里，会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。
如果改变___________ 或___________通电导线受到力的方向_________；如果同时改变电流方向和磁场方向则受到力的方向___________。
优点： 构造简单、控制方便、体积小、 效率高、功率可大可小、无污染在此优点下电动机广泛地应用在生活和生产中。农村电灌站的抽水机、工厂的各种机床，都有电动机。电动车、电力机车都是以电动机为动力的交通工具，由太阳能或蓄电池提供能源的电动汽车的研究已经进入实验试行阶段。随着技术的发展和社会的进步，电动机和人类的关系将越来越密切。
电风扇及其电机
洗衣机及其电机
电动玩具、录音机的电动机
电动机
机床及电动机
分类:
直流电动机(电动玩具、录音机等)
交流电动机(电风扇、洗衣机等)
电动机的优点：
电动机能小、效率高、无污染
1.定 子2.转 子
那么电动机的线圈是如何实现连续转动的呢?
?
通电导线（线圈）在磁场中受到力的作用
电动机的主要构造:
当线圈转到另一半和电刷接触时就改变了电流方向,从而受力方向改变使线圈连续转到下去。
3.生活中的电动机
电动机种类:
交流电动机
直流电动机
电动机通电时转子转动，把电能转化为动能。由于电网供给的是交流电，电风扇、洗衣机等家用电器中的电动机，多数是交流电动机。而电动玩具、录音机等小型电器则多数使用电池供电，内部是直流电动机。
电流方向
磁场方向
1.4
- .
说明通电导体周围存在着磁场,对磁体有磁力作用。
奥斯特实验：
逆向思维——磁体能否使通电的导线运动呢？
实验装置
通电导体在磁场里，会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。
如果改变___________ 或___________通电导线受到力的方向_________；如果同时改变电流方向和磁场方向则受到力的方向___________。
优点： 构造简单、控制方便、体积小、 效率高、功率可大可小、无污染在此优点下电动机广泛地应用在生活和生产中。农村电灌站的抽水机、工厂的各种机床，都有电动机。电动车、电力机车都是以电动机为动力的交通工具，由太阳能或蓄电池提供能源的电动汽车的研究已经进入实验试行阶段。随着技术的发展和社会的进步，电动机和人类的关系将越来越密切。
电风扇及其电机
洗衣机及其电机
电动玩具、录音机的电动机
电动机
机床及电动机
分类:
直流电动机(电动玩具、录音机等)
交流电动机(电风扇、洗衣机等)
电动机的优点：
电动机能小、效率高、无污染
1.定 子2.转 子
那么电动机的线圈是如何实现连续转动的呢?
?
通电导线（线圈）在磁场中受到力的作用
电动机的主要构造:
当线圈转到另一半和电刷接触时就改变了电流方向,从而受力方向改变使线圈连续转到下去。
3.生活中的电动机
电动机种类:
交流电动机
直流电动机
电动机通电时转子转动，把电能转化为动能。由于电网供给的是交流电，电风扇、洗衣机等家用电器中的电动机，多数是交流电动机。而电动玩具、录音机等小型电器则多数使用电池供电，内部是直流电动机。
电流方向
磁场方向
第五章 电动机共55页PPT资料
机械特性和电路参数的关系 和电压的关系
TKR22s(sR2X20)2 U12
T ~U12
n
(s 0) n n0
结论：
U 1 U1 Tmax
TST
0
T
和转子电阻的关系
n R2
sm
R2 R'2
R '2
结论： TstTst
sm s'm
s'm
T
0
T st T st
f2s1f0 .0 4 5 0 2Hz
三相异步电动机的机械特性
一、三相异步电动机的“电－磁”关系
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
i1
u1
e1
i2
e2
R2
定子电路 转子电路
Φ 定子边： u1i1R1e1e1N1ddt
设：Φmsi n1t 则：u1N1 m 1co1st
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
鼠笼转子
机座
旋转磁场的产生
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
Y
n A
1
Z
iA Im sint
iB Im sint 120 iC Im sint 240
C
B
iA iB iC
Im
X
t
()电流入
iA
A
ZX
Im
iC C
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
A
ZX Y B
A
Y NZ
C
B
S
X
电动机-工作原理PPT课件
n0n1(1s0)75(1 00.00) 3 74.77r5/min
2、额定转差率：
sNn1n 1n7570570300.027
2021/3/12
18
设ηN为异步电动机的效率，额定功率：
PN 3U1NI1NNcoN s
电动机的输入功率为：
接线：
P1 3U1NI1NcoN s
高压异步电动机定子绕组采用Y接，只有三根 引出线。中小容量的异步电动机通常将定子三
分析：每一磁极占180°电角度，三相
绕组的每相绕组在一个极下只占三分
之一，即60°相带。
2021/3/12
25
单层绕组
2021/3/12
26
双层绕组
2021/3/12
27
5.2.2 交流绕组的感应电势
1.一根导体感应电势 设定子内表面槽中嵌放导体A，有效长
度为l(m)，转子只有一对磁极，它由原动机 拖动以恒定转速n1(r/min)逆时针旋转，沿气 隙圆周方向分布的基波磁密波形，大小为：
14
主要铭牌数据3
铭牌上还标有绝缘等级、温升、工作 方式、连接方法等，对绕线式异步电动机 还标有转子绕组的额定电压和额定电流。
(7)转子绕组额定电压U2N：指定子绕组加 额定电压、转子绕组开路时，滑环间的线
电压，单位：V；
(8)转子额定电流I2N：指电动机额定运行、 转子短路状态下，滑环之间流过的线电流，
b1B1msin
式中Bδ1m为基波气隙磁密幅值。
2021/3/12
28
感应电动势
导体A切割磁力线产生感应电动势大小为：
e 1 b 1 xlvB 1 m lvsin
E 1msi n 1t2E 1si n 1t
2、额定转差率：
sNn1n 1n7570570300.027
2021/3/12
18
设ηN为异步电动机的效率，额定功率：
PN 3U1NI1NNcoN s
电动机的输入功率为：
接线：
P1 3U1NI1NcoN s
高压异步电动机定子绕组采用Y接，只有三根 引出线。中小容量的异步电动机通常将定子三
分析：每一磁极占180°电角度，三相
绕组的每相绕组在一个极下只占三分
之一，即60°相带。
2021/3/12
25
单层绕组
2021/3/12
26
双层绕组
2021/3/12
27
5.2.2 交流绕组的感应电势
1.一根导体感应电势 设定子内表面槽中嵌放导体A，有效长
度为l(m)，转子只有一对磁极，它由原动机 拖动以恒定转速n1(r/min)逆时针旋转，沿气 隙圆周方向分布的基波磁密波形，大小为：
14
主要铭牌数据3
铭牌上还标有绝缘等级、温升、工作 方式、连接方法等，对绕线式异步电动机 还标有转子绕组的额定电压和额定电流。
(7)转子绕组额定电压U2N：指定子绕组加 额定电压、转子绕组开路时，滑环间的线
电压，单位：V；
(8)转子额定电流I2N：指电动机额定运行、 转子短路状态下，滑环之间流过的线电流，
b1B1msin
式中Bδ1m为基波气隙磁密幅值。
2021/3/12
28
感应电动势
导体A切割磁力线产生感应电动势大小为：
e 1 b 1 xlvB 1 m lvsin
E 1msi n 1t2E 1si n 1t
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(2)定子绕组：三相绕组对称分布在定子铁芯的圆周上， 可以Y接，也可以△接
东 北 大 学 信 息 科 学 与 工 程 学 院 吴 春 俐
接 线 盒东
北 大 学
信 息 科 学 与 工 程 学 院
吴 春 俐
2转子：
转轴 转子铁心 转子绕组
：由鼠外笼圆式周转冲子有槽的注 必硅： 须钢转 是片子 闭叠电 合成路 的
V2 V1
i1 i2 i3
t
i2
V2 W1
东
北
U1
N W2
t 0
i1 0 i2＜0
大 学
信 息 科 学 与 工
程
V1
i3＞ 0
学 院
吴 春
S
俐
U2
合成磁场方向：向下
同理分析，可得
其它瞬间产生 的磁场方向：
V2
i1＞0
W1
U1
N W2
Im
V1
i1
i2＜0
S
U2
i3 0
t 0
60
U1 V2
第五章 电动机（三相异步电动机）
5.1 结构与工作原理
5.2 电磁转矩与机械特性
5.3 铭牌数据计算
5.4 起动方法
东 北
大
学
信
5.5 小 结
息 科 学
与
工
作业:
程 学 院
吴
春
俐
§5.1 三相异步电动机的结构与工作原理 异步电动机的外形：
实体照片
东 北 大 学 信 息 科 学 与 工 程 学 院 吴 春 俐
学
转子最大 nn转 0， s 速 0(转差率 与工程
s范围 0＜ ： s1
学 院
吴
春
异步电机额定运行中: n N 略小于 n 0
俐
sN0.01~0.07
n0
60f1 p
(转/分）s n0n0 n100%
f1
n0 60
p
sN
n0
nN n0
10% 0
U 1 I （ 1r 1 jX 1 ) E 1 E 1
U 1E 14 .4f1 4 N 1 Φ m K 1
Φm
U1 4.44f1N1K1
f1
：定子电流的频率
东
北
大
其中
N 1 ：定子线圈匝数
学 信 息 科
学
K1
：定子绕组结构系数
与 工
程
学
当 f1、 N1、 K1一定Φ 时 m与 U ， 1成正院吴春俐
（2）
s，r2一定时，T
与定子每相绕组电压
U
2 1
成正比。东北 大 学
信
息
（3） r2 的大小对 T 有影响，因此绕线式异步电动机
科 学 与 工
程
可以外接电阻来改善启动性能和调速性能。
学 院
吴
春
俐
8.2.3 三相异步电动机的机械特性
根据转矩公式 T K
T f(s)曲线
r22
sr2U12 (sX20)2
极对数： p=3 东
额定转差率：sNn0n 0nN11 00 090 06 000.04北大学信息科学与工 程 学 f2NsNf10 .0 4 5 0 2Hz院吴春俐
额定转差率
sN
n0
nN n0
10% 0
例2：一台四极电动机,额定转差率SN=0.02,电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的额定转速 nN
5.2.2 三相异步电动机的电磁转矩
电磁转矩－－转子中各载流导体在旋转磁场的作用 下,受到电磁力所形成的转矩之总和。
TKTI2co2s
东
北
大
学
信
息
科
常数，与电 旋转磁场
学
转子电路的
与 工
机结构有关 每极磁通
程
功率因数
学 院
吴
春
转子电流
俐
TK TI2co 2s
I2
sE20 r22 (sX20)2
设：msint 则
u1
e1
-
+
定子每相电路
e1
N1
d
dt
N1Φmsin(t90)
东 北 大 学
信 息
科
有效值
2f1N1Φmsin(t90)
学 与 工 程 学
院
2
吴 春 俐
E1 2f1N1Φ m4.44 f1N1Φ m
r1 、X1
+ i1 u1
-
e1
-+
定子电路
T
Tmax
nnN0 n
得：
机械特性 曲线
Tst
TN
O
SN Sm
n n0 nN
1S
O
东
北
大
学
信
息
科
学
与
工
程
学
O
院
T T N Tst Tmax
吴 春 俐
二、 转速
1、旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数和电源频率
p = 1时：电流变化一个周期，旋转磁场在空间转1圈
电流频率为 f1，则每分钟电流变化60 f1周，
磁场旋转n0圈。即：
东 北 大 学
信
息
科
n0 60f1 (转 /分）
学 与 工 程
学
院
p = 2时：
n0
60f1 2
(转/分） n0称为同步转速
信
息
科
4.转子绕组感应电流
I2
E2 r22X22
sE 20 r22(sX20)2
学 与 工 程 学 院
吴 春
5.转子电路功率因数
co2s
r2 r22X2 2
r2 r22(sX 20 )2
俐
结论：转子转动时，转子电路中的各量均
与转差率 s 有关，即与转速 n 有关。
转子电路中各物理量随 s 变化曲线:
由前面分析知：
cos2
r2
r22 (sX20)2
U 14.4k4 1f1N 1
东 北 大
学
信
息
E204.4k42f1N2Φ
科 学
得到电磁转矩公式
TKr22(ssr2X20)2 U12
吴 春 俐
TK sr2 r22(sX20)2
U12
由公式可知
（1） 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。
工
程
学
院
吴
春
俐
极对数 p 2
V2' W1'
U1 W2'
N
V1
U2'
S
V1'
N
W2 U1'
S
U2
W1 V2
I m i1 i2 i3
0
t
t 0
30
CS'
U2'
ZN'
U1
n0
NZ
U2
SC
U1'
东
北
大
学
信
I m i1 i2 i3
息 科 学 与
工
程
学
院
吴
0
t
春 俐
t60
(1) f2 sf1
(2) E2 sE20
1 cos2
I2 E2
(3) X2 sX20
(4) (5)
Ic2o2sr 22E2rX222r22X22r 22s(rEs2220 X2nr(20)s2n0X 200)2nN
东
X2
北 大 学
信
f2
息 科 学
与
工
1
s程
学 院
吴
0
春 俐
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。
异步电动机每相电路
r1 、X1
+ i1 -
u1
e1
-+
r2、X2
+
i2
e2
-
定子电路 转子电路
东
e1 、e2 ：主磁通产
北 大 学
信
生的感应电动势。
息 科
学
与
工
程
学
院
吴
春
俐
一、 定子电路分析
定子绕组中
r1 、X1 变化的电流变化的磁场感应电动势e1
+ i1 -
i2
与
U2
工 程
学
院
吴
春
俐
此种接法下，合成磁场只有一对磁极。即：p 1
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的首端 之间互差60°，则形成两对磁极的旋转磁场。
i1
U
1
U2 U1'
W2' U2'
i3
W1' V2' V2 W2 V1'
i 2 W1
V1
V2' U1 W2'
W1'
V1
东
U2'
U2
北 大
学
W2
V2
UA1 W2
n V1 0
W1
V1
W1
U2
t60
n U2 0
t 120
i2 i3
t
U1
东 北
V2
S W2
大 学
信
息
科
学
W1
V1
与 工
N
程 学
院
n U2 0
吴 春 俐
t 1动8画0